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烟煤粘结纳米镁基储氢材料的制备及吸放氢性能

张同环 , 周仕学 , 王德玺 , 贺炳慧 , 储慧超 , 田敏

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.20.031

以Mg、烟煤和碳化无烟煤为原料,经 H 2反应球磨、热处理制备了烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了储氢材料结构及吸放氢性能,并计算了材料的吸氢动力学参数。结果表明,在600℃热处理时材料中的Mg容易与煤中的 C 发生反应生成 Mg2 C3;添加15%(质量分数)烟煤,经500℃热处理能有效粘结纳米Mg颗粒,且未见Mg2 C3生成。储氢材料的吸氢速率随温度升高而增大,在2MPa H2下吸氢量在350℃达到最大值,约3.77%(质量分数),在400℃时吸氢量略有下降。根据 Arrhenius 公式得出储氢材料在300~350℃下吸氢的一级反应表观活化能为56.6kJ/mol H 2。用TPD测定了储氢材料的放氢温度,表明材料在250℃开始放氢,388℃时达到放氢高峰。储氢材料中的C 可结合少量 H,该类 H 在加热时会以 CH4等烃的形式释放出来。

关键词: Mg , 储氢材料 , 烟煤 , 粘结 , 吸氢动力学

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